DURR ECOdry Scrubber - IPCM novembre 2011.pdf

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INNOVATIONS: PRESENT&FUTURE The Status Quo When applying wet paints the efficiency varies depending on the level of automation. In manual painting 20% of the material reaches the body, while with automated exterior painting it is 85%. In the conventional painting process the rest of the paint, known as overspray, is carried into the lower section of the spray booth using downward flowing process air where it binds with water using special Venturi tubes. The booth process air is drawn off as, through contact with water it absorbs too much moisture for it to be re-used, and it also contains paint particle residues. The paint sludge resulting from the overspray mixed with water has to be disposed of as hazardous waste. The Idea The starting point for Dürr was to generate cost per unit advantages for the customer through reduced energy use. Eliminating the standard wet separation of excess paint particles that do not adhere to the car body surface means that fresh water is no longer required for paint separation. This in turn leads to the possibility of direct recirculation of the booth air since it does not accumulate any moisture. Recirculation reduces the energy required for air treatment significantly compared to conventional spray booths. This elimination of fresh water and the partial addition of fresh air leads to meaningful improvements in energy consumption and in CO 2 and paint particle emissions. Already at the beginning of 2005 the product developers at Dürr had the first thoughts about this system which is fully in fashion today. Particular challenges existed with the issues of complete automation, precoating and cleaning of the filters, as well as discharge and refilling of the precoat material. Then, after about two years of development time the Dürr pilot plant in Bietigheim started its operation in April 2007: it has already put in over 1,500 hours of operation to date. The Technology For dry separation Dürr replaced water with powdered limestone as a bonding agent. This precoat material comes from silos or big-bag stations in the separation process. The dry filter modules consist of process-optimized filter elements which regenerate automatically during operation and can Lo status quo Quando si applica vernice liquida, l’efficienza varia a seconda del livello di automazione. Nella verniciatura manuale il 20% del materiale raggiunge la scocca, mentre con la verniciatura automatica esterna è l’ 85%. Nel processo di verniciatura tradizionale l’eccesso di vernice, conosciuto come overspray, è convogliato nella parte più bassa della cabina di verniciatura tramite l’aria di processo; questa fluisce verso il basso e qui si unisce all’acqua utilizzando speciali tubi Venturi. L’aria di processo della cabina è poi espulsa dal momento che, a causa del contatto con l’acqua, assorbe troppa umidità per essere riutilizzata, e inoltre contiene residui di vernice. I fanghi di vernice che risultano dall’overspray miscelato con l’acqua devono essere smaltiti come rifiuti pericolosi. L’idea Il punto di partenza per Dürr era creare vantaggi di costo per unità al cliente attraverso la riduzione del consumo di energia. Eliminando la separazione umida tradizionale della vernice in eccesso che non aderisce alla superficie della scocca dell’auto significa che non si ha più la necessità di acqua dolce per la separazione della vernice. Al contrario questo consente il ricircolo diretto dell’aria della cabina siccome essa non accumula più alcuna umidità. Il ricircolo riduce in modo significativo l’energia richiesta per il trattamento dell’aria, se comparata alle cabine tradizionali di spruzzatura. L’eliminazione dell’acqua dolce e la parziale aggiunta di aria nuova porta importanti miglioramenti nel consumo di energia e nelle emissioni di CO 2 e di particelle di vernice. Già all’inizio del 2005 gli sviluppatori del prodotto c/o Dürr ebbero la prima idea riguardo a questo sistema, oggi molto di moda. Il tema dell’automazione completa, il precoating e la pulizia dei filtri, così come lo scarico e il ricarico del materiale di precoat rappresentavano delle vere e proprie sfide. Dopo circa due anni di sviluppo, l’impianto pilota Dürr a Bietigheim iniziò a funzionare nell’aprile del 2007 e oggi funziona già da oltre 1.500 ore. La tecnologia Per la separazione a secco Dürr ha sostituito l’acqua con calcare polveroso come agente legante. Questo materiale di precoat arriva al processo di separazione da silos o centrali big-bag. I moduli di filtrazione a secco consistono di elementi filtranti ottimizzati per il processo che si rigenerano automaticamente durante il funzionamento e possono international PAINT&COATING magazine - NOVEMBER/novembre 2011 - N. 12 53
First System for Regenerative Dry Separation of Overspray in Automobile Production be expected to have a lifespan of 3 years or more. The cleaning process achieves a filtration of nearly 100% - additional filtration of the recirculated air is not necessary. With the constant flow of the air management system, which usually needs a fresh air supply of 5 to 20%, the wet overspray particles are carried from the application area into the modular filter box. The downward air speed of about 0.3 meters per second accelerates through a constriction in the booth floor to about 5 meters per second. This suction prevents the backflow of precoat particles from the filter module into the booth. The separation takes place on the surface of the filters and then the recirculated air is fed back into the supply as clean air. The precoat material is delivered to the filter module up to an optimum fill level from the big-bag. Air nozzles blow the powdered limestone above the hopper base. The swirling material circulates with the inflowing air from the application area, thus allowing complete circulation and uniform coating of all filter elements. The air is pulled through every filter element towards the clean air side. The precoat material in the air flow deposits itself in a complete layer over the entire filter element surface and hopper walls. This prevents any direct contact of the wet overspray with the filters and the inner surface of the filter module. The paint particles adhere to the precoat layer until the filter surface is covered with them. This leads to an increase in air resistance through the filter and once the maximum pressure differential is reached, the filter cake is blown off the filter. The filter element is back-flushed with clean compressed air for a quarter of a second to dust off the used precoat material. This dusting off takes place separately for every filter element and is repeated every 25 minutes on average. This guarantees constant pressure conditions and a constant air budget. Once the filter cake is blown off the filter module the contaminated precoat material falls into the hopper and remains within the process until a certain saturation point is reached. When this point is reached the used up precoat material is removed by suction and the hopper is automatically refilled with fresh precoat material. The EcoDryScrubber air recirculation system is designed for fully automated spray booths with painting robots. The residual dust content after filtration is less than 0.1 mg/ m 3 . This nearly 100 % avere una durata fino a tre anni o più. Il processo di pulizia ottiene una filtrazione vicina al 100%: non è necessaria una filtrazione aggiuntiva dell’aria di ricircolazione. Con il flusso costante del sistema di gestione dell’aria, che normalmente necessita di una alimentazione di aria pulita dal 5 al 20%, le particelle di overspray umido sono trasportate dall’area di applicazione al filtro modulare. La velocità di circa 0,3 metri al secondo dell’aria discendente accelera, a causa della compressione verso il fondo della cabina, a circa 5 metri al secondo. Questa aspirazione previene il riflusso di particelle di precoat dal modulo filtrante alla cabina. La separazione avviene sulla superficie dei filtri dopodichè l’aria ricircolata è rimandata al sistema di alimentazione come aria pulita. Il materiale di precoat è inviato dal big-bag al modulo di filtrazione fino a raggiungere un livello ottimale di riempimento. Gli ugelli d’aria soffiano il calcare polveroso sopra la base della tramoggia. Il materiale turbinante circola insieme all’afflusso d’aria proveniente dall’area di applicazione, e consente così la circolazione completa e il rivestimento uniforme di tutti gli elementi filtranti. L’aria è spinta attraverso ogni elemento filtrante verso il lato con aria pulita. Il materiale di precoat contenuto nel flusso d’aria si deposita in uno strato completo sopra l’intera superficie dell’elemento filtrante e sulle pareti della tramoggia. Questo evita qualsiasi contatto diretto dell’overspray umido con i filtri e con la superficie interna del modulo filtrante. Le particelle di vernice aderiscono allo strato di precoat fino a coprire tutta la superficie del filtro. Ciò conduce a un aumento della resistenza dell’aria attraverso il filtro ed una volta raggiunto il differenziale massimo di pressione l’incrostazione del filtro è soffiata via. L’elemento filtrante è poi risciacquato di nuovo con aria compressa pulita per 15 secondi onde soffiare via il materiale di precoat usato. Questa soffiatura avviene separatamente per ogni elemento filtrante e si ripete mediamente ogni 25 minuti. Questo garantisce condizione di pressione costante e un afflusso d’aria costante. Una volta che l’incrostazione del filtro è soffiata via dal modulo filtrante il materiale di precoat contaminato ricade nella tramoggia e rimane all’interno del processo fino a che non si raggiunge un certo punto di saturazione. Quando questo punto è raggiunto il materiale di precoat utilizzato è rimosso tramite aspirazione e la tramoggia viene automaticamente ricaricata con materiale di precoat nuovo. Il sistema di ri-circolazione dell’aria EcoDryScrubber è progettato per cabine di verniciatura completamente automatiche con robot di verniciatura. Il contenuto residuo di polvere dopo la filtrazione è inferiore a 0,1 mg/ m 3 . Questo tasso 54 N. 12 - 2011 NOVEMBER/novembre - international PAINT&COATING magazine
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